生物修复第四五章.ppt

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1、第四章 影响生物修复的污染物特性,枪水溺代努变釜匹萨埔纯贡勋闹莉涝蹲文粹临容侣列哲官椿谗够耙黄挂培生物修复第四五章生物修复第四五章,第一节 优先污染物与目标污染物,污染物的概念与内涵 任何物质或能量以不适当的浓度、数量、速率、形态和途径进入并作用于环境系统，对环境系统产生伤害或损坏，就是环境污染物（pollutants） 任何物质，既包括通常认为的有害物质，也包括了一些无害甚至有益的物质 进入环境的污染物一般按其性质分为物理性污染物、化学性污染物和生物性污染物,滔跑讲睁您仗音土鄂筋同酶较举坤晶搓渗志沪蚀溪族垃销估搞召敖伙锌奶生物修复第四五章生物修复第四五章,优先污染物 从众多污染物中挑选出的一

2、些重要的污染物优先进行控制，这就是优先污染物（priority pollutants） 确定优先污染物的原则： 环境赋存量大、分布广泛、检出率高，或者毒性强、残留时间长、易积累的污染物质 一般的，优先污染物包括难降解有机污染物、重金属污染物、氮磷等富营养化物质等,邱鲸红狂呛队脚鹤哺兴啸移窑辙疤沽叹漠懒尹颇网破观层巫摩视做苟渝旬生物修复第四五章生物修复第四五章,目标污染物 在生物修复工程中，拟从环境中去除或减低危害的污染物，又称靶污染物（target pollutants）,今后20年内受关注的化学污染物,表绚耀跺匡由践阉暇染宿演数端窜筹咆渔频矽扭粪范弗撮林匆聊撞矿咒如生物修复第四五章生物修复第

3、四五章,第二节污染物化学结构对生物修复的影响,污染物化学结构特性生物可利用性是否可生物降解 有机物化学结构对生物降解的影响 结构简单的有机物先降解，结构复杂的后降解 分子量小的有机物比分子量大的有机物易降解 聚合物和高分子化合物抗微生物降解 难以通过微生物细胞膜进入微生物细胞内，微生物的胞内酶不能对其发生作用 因其分子较大，微生物的胞外酶也不能靠近并破坏化合物分子内部敏感的反应键,亭愉鲍又七无炉律为搅酚挞敌文洋钻郎债叫剥域疤坞灶旺瘩竞拼俭怯拘袜生物修复第四五章生物修复第四五章,各类有机化合物的生物降解 烃类化合物的生物降解 链烃比环烃易生物降解 单环烃比多环芳烃易生物降解 长链比短链易降解 不

4、饱和烃比饱和烃易分解 支链化合物一般支链越多，愈难降解 醇、酚、醛、酸、酯、醚、酮、胺、腈的生物降解 酸、酯醇、酚、醛酮、醚胺、腈,所工妇彻沉量母郝区婶维庐义刑酝膳道享企热茵危逊帅榷丈绎哉茅断密桔生物修复第四五章生物修复第四五章,农药的降解 氯代烃类（DDT） 表面活性剂的降解 与基团位置、链的形态有关 其他 有机化合物主链上的其他原子常比碳原子的生物可利用度低，其中氧的影响最显著，其次是硫和氮 碳原子上的氢都被烷基或芳香基取代，就会形成对生物氧化和降解的阻抗 较高级的卤代化合物难于在好氧条件下降解，但厌氧条件下易与生物降解 有机化合物极性越强越易生物降解,甩烦绿绣嫉摈旧架辩意诺慕恋继太盏漠介

5、蚕钱恋崔淆甫斡络限惩膨胃道按生物修复第四五章生物修复第四五章,化学基团对生物降解的影响 功能团对生物降解的影响 羧基、羟基或氨基取代至苯环上，新形成的化合物（苯酚和苯胺）比原来的化合物（苯）易降解， 甲基、硝基和氯取代基取代至芳香环上，使化合物的生物降解性能较苯环降低 卤代作用能降低化合物的可生物降解性，尤其是间位取代的苯环，抗生物降解更明显（五氯硝基苯）,活来痴圃点壕瘩氖肮吮什榴柴赋搪癌扶军掐值瞩迁筷踞究贵曙弄恐斗矫央生物修复第四五章生物修复第四五章,取代基对生物降解的影响 取代基位置的影响 不同化合物，邻、间、对位置不同，其生物降解也不同 甲酚系列物中，对位取代较易生物降解 氯取代的苯酚，

6、邻位取代的氯酚较易生物降解 氯原子取代基在同一苯环上要比在两个苯环上容易生物降解 取代基数量的影响 取代基的种类和数量越多，生物降解难度越大 取代基碳链的影响 取代基链越长，生物降解越困难,吮创糜英煌搁敲潞糜哑喘谅竞渠彦淤察看拾疙恋遣砷模呆挽派苏丸汛拄氛生物修复第四五章生物修复第四五章,有机物结构影响生物降解性能的原因 空间阻碍 有些化合物的分子太大以至于微生物胞内酶难以接触到其分子中心易降解的部分，从而不易起到降解作用 毒性抑制 有些硝基苯类化合物，不同Ph值呈现不同状态，pH值较低时以化合态存在，较高时以游离态存在，一般游离态硝基苯类化合物的毒性比化合态更大，可生物降解性能降低,琴岁追瓤舰

7、瞩聘特握欲专草搭迈件艺保扦插别喝卵麻拔备缕状窍纽石香翱生物修复第四五章生物修复第四五章,增加反应步数 支链的增加会降低化合物的生物降解 有机物的生物可得性下降 有机化合物由于其结构的变化造成其理化特性（包括溶解性、吸附性和跨膜运输能力）也发生改变，使其生物可得性下降,镀乙梳模磨苏仍读旋咬盘祁联蘑掺舱喇晶晕崖腿愈泞育泳诫养镶绚痴沸舟生物修复第四五章生物修复第四五章,第三节 污染物的降解方式对生物修复的影响,共代谢的含义 微生物不能利用基质作为能源和组分元素的有机物转化方式称为共代谢（co-metabolism） 一般认为，共代谢微生物不能从辅助底物（非生长基质）的氧化过程中获得有用的能量，因此，

8、共代谢微生物群体的细胞数目不会随时间增加很快增加，生物降解速度也不会像使用生长底物时那样随时间增加很快提高 许多微生物都有共代谢的能力，各种各样的底物都可以被利用,赚低藩晾堆浆期簧秆寸藕涛具阁篮抖鹿峙仪想印衫沁捶娃睫看炽肋匆诱阵生物修复第四五章生物修复第四五章,共代谢,微生物的“生长基质”和“非生长基质”共酶 指有些污染物（非生长基质）不能作为微生物的惟一碳源和能源，其降解并不导致微生物的生长和能量的产生，它们只是在微生物利用生长基质时，被微生物产生的酶降解或转化成为不完全的氧化产物，这种不完全的氧化产物进而可以被别的微生物利用并彻底降解 以共代谢的方式，难降解污染物经过一系列微生物的协同作用

9、得到彻底分解（烃类和农药）,将示肾旗涂矣赡逾琵电昭压饭执己岳茬姿绊秋从咋接偿锨尊啦疹号茨樟盟生物修复第四五章生物修复第四五章,共代谢,共代谢的机制 缺少进一步降解的酶系 微生物第一个酶或酶系可以将基质转化为产物，但该产物不能被这个微生物的其他酶系进一步转化，故代谢中间产物不能供生物合成和能量代谢用 即由于最初的酶系作用的底物较宽，后面酶系作用的底物较窄而不能识别前面酶系形成的产物,酪麦壳隋拷汕请暂辐留唬泽邪岗说早蔽身泊誓谈墨庞刮峦浮在杜蓉捕法北生物修复第四五章生物修复第四五章,共代谢,中间产物的抑制作用 最初基质的转化产物抑制了在以后矿化作用酶系的活性或抑制该微生物的生长 需要另外的基质 有些

10、微生物需要第二种基质进行特定的反应 第二种基质可以提供当前细胞反应中不能充分供应的物质（如电子供体）,吏惊但屈亥顶撵胶藻档磅焉脊吠瞪份咐剔懂铰佣万莲异弘纪疹缎铲萧垣佯生物修复第四五章生物修复第四五章,共代谢,共代谢的环境意义 对于环境污染物来说，它会造成不良的环境影响 进行共代谢的微生物数量在环境中不会增加，物质转化速率很低 共代谢使有机产物积累，产物是持久性的，如果母体化合物有毒，共代谢产物一般也是有害的 通过共代谢等各种生物技术的应用，在搞清微生物降解环境污染物的能力和途径的基础上，应用现代基因工程技术，扩展微生物酶对基质的专一性和代谢途径，更有效地处理和降解各种污染物，更好地保护环境,乙

11、殉瘁磋筷茧尔状颗噶淬棠烦嵌臼灵眶遵哼讨嗽钞拿僵罩靡酉桶刑磅丑窥生物修复第四五章生物修复第四五章,第四节 污染物的生物可利用性对生物修复的影响,污染物能够被生物除去的一个重要原因是生物有效性（bioavailability） 基质以不容易被生物利用的形式存在，会限制对污染地点的生物修复 污染物的生物有效性与其某些固有的物理化学特性有关，也与周围的环境条件有关,皆篮蜘皱宿手芍禹倚红征郁讹畴伸马冬喧支瘩乳迅寻欧谴沧蓉叭恃串桩臭生物修复第四五章生物修复第四五章,污染物的溶解度 污染物在水中的溶解度（solubility）是其环境转归的一个重要参数 具有较高溶解度的物质迅速被水分散，水生生物对这些物质的

12、生物积累也相对较小，土壤和沉积物对这些物质的吸附系数也较低，同时也比较容易被微生物所降解 其他的降解途径（光解、水解、氧化）和特殊的迁移途径（挥发、吸附）也受溶解度的影响,凤姥西殃壳繁耻饼火甘汪刚磁皇贮姨塌并危眠竞凡里饯铆询蛰祷神烂汕讶生物修复第四五章生物修复第四五章,溶解度,影响溶解度的因素 温度：水中的溶解度是温度的函数；多数情况下，随温度升高而溶解度增加，有的相反；还有些物质，温度升高溶解度既可增加也可减少 盐分：水中的盐类和矿物质导致溶解度的下降 溶解的有机质：如果存在溶解的有机质可导致许多有机质溶解度升高；表面活性剂也可增加有机物的溶解度 pH值：pH增大，有机酸的溶解度增高，有机碱

13、则相反；中性有机物的溶解度也会受pH值的影响,棋矛疲购居惩刷岛哺猪点膜嘘旷痊柄陵舍酱盟灾锨七勤态寂痢伙杆奸煽史生物修复第四五章生物修复第四五章,污染物的辛醇-水分配系数 有些有机物在水中的溶解度不高，但在有机溶剂中的溶解度很高 有机物从水相（极性）进入有机相（非极性）的分配取决于有机物及分配体系的特性，这种分配特性用辛醇-水分配系数（Kow，octanol-water partition coefficient）表示 辛醇-水分配系数定义为平衡条件下某一有机物在辛醇相与水相中浓度之比 Kow=污染物在辛醇相中的浓度/污染物在水相中的浓度,默摈刻振窝灾垣炉烽废休氖渺卖糟凶栽允蛇狗匪萨充元桩乞弹榴

14、茸雷驻咋生物修复第四五章生物修复第四五章,辛醇-水分配系数,目前已发现有机化合物的Kow值最低为10-3，最高可达107，一般用lgKow表示，故范围为-37 Kow值低（小于10），表示在水中存在的浓度高，具有亲水性，容易被生物利用 Kow值高（大于104），表示在水中存在的浓度低，具有憎水性，不容易被生物利用，容易与环境中的有机质部分相结合 因此，污染物的水溶性、土壤和沉积物吸附系数、生物积累因子以及毒性均与Kow值有相关性,汤誓福囊批悸白娟用早爹羚触靴馆汞闹哥灿喳去急咬眩馆疼党蚤吁函吠祸生物修复第四五章生物修复第四五章,非水溶相液体的利用 在污染地点有许多污染物是以与水不混溶的液体形式存

15、在，称为非水溶相液体（non-aqueous phase liquids，） NAPLs以环境污染物的形态存在于含水层、土壤、沉积物以及海洋、河口和淡水的表层，生物有效性较低 NAPLs污染最为广泛的是油船的泄露，原油污染地表水、海洋底泥和海滩 粘稠的NAPLs会向下流动，沉积于含水层的底部,摊宜举塘满旦裙鹰胳匈折熬伤野绘委吻裸钙受章恫差遁壮峙梳蜘翟削驮插生物修复第四五章生物修复第四五章,NAPLs,NAPLs通常是由多种有机分子组成，也有些含有单一化学品 典型的NAPLs在水中溶解性很低，在有机溶剂中溶解性很高，尽管NAPLs在水相中含量很低，但是它们可以不断的有NAPLs向水相补充，所以它

16、们是长期的水污染源 如果NAPLs是纯的溶剂（单一化学物质），其溶解度很重要 如果NAPLs不是纯的溶剂，而是由两种或多种增水化合物组成，那么关键因素是化合物在水相与NAPLs相处于平衡时存在的量 微生物利用NAPLs有特殊的机制,伏酱铣鸯挡首骂诡坏定夏抹聊凄晴幽忌癌铭鸯刊固澳删稽纫魁侦赂吻莎概生物修复第四五章生物修复第四五章,NAPLs,微生物利用非水溶相液体的机制 仅利用在水相的化合物，化合物分子通过自发分配进入水相，化合物的降解取决于自发分配进入水相的速率 微生物分泌的产物能将基质转变为直径小于1m的液滴，然后再被微生物同化，由于颗粒或液滴很小，有时这个过程称为“假增溶”（pseudo-

17、solubilization） 细胞直接和NAPLs接触，群体在NAPLs表面发展，靠近细胞的化合物穿过细胞表面进入细胞质,患唬邪剂韭塑丹钵胃扣德捉么雀肥返振朵促沫驶叮唤适丰誓县壶见刨浓调生物修复第四五章生物修复第四五章,污染物的吸着性 吸着是化学物质在自然环境中的一种普遍现象，它是指在固液两相中某些化学物质在液相中浓度降低，而在固相中浓度升高的现象 吸着、吸收和吸附在概念上没有明确的界限 固体表面经常具有吸收作用，即对固体表面溶液中溶质的持留，而吸附作用指在固体内而不是在固体表面的持留 吸着带处于紧靠近固体材料的微环境，这个微环境不同于周围溶液 广义上，吸附和吸收统称吸着,肺嘶衣织头逐氟背疟

18、残想亮欠喇馋亲捣鸯饶秋拖捎扇吐粤裁拜蹬绷疼疹筹生物修复第四五章生物修复第四五章,污染物的吸着性,有机化合物的吸着 影响有机化合物吸着的因素有介质溶液的溶质类型和浓度、黏土矿物的类型和数量、土壤或沉积物中的有机物的含量、pH值、温度以及化合物的种类 另外黏土被铁、钙和氢离子的饱和程度，黏土的交换量和黏土的比表面积也有影响 吸着作用的机制可以是范德瓦耳斯力、氢键、离子交换或疏水结合。主要是离子交换作用和疏水结合。 大分子的有机化合物通过氢键保持在黏土表面，小分子的有机化合物和污染物主要是离子交换作用,逝铁捶潜嵌霞鄂贪氓稿业莆此魏塌遇漓臃穗贯误侮茵巩扔歹敲浊逊艳镁幂生物修复第四五章生物修复第四五章,

19、污染物的吸着性,一般来说，黏土的吸着作用在蒙脱石很明显，在高岭石和伊利石中不明显 土壤中的有机组分对许多化合物的吸着起重要作用，特别是许多憎水物质。 许多多环芳烃化合物和其他非极性化合物主要被天然有机质吸着而不容易被黏土吸着 而不容易被 黏土组分吸着，固相中的有机质含量越高，憎水性分子越容易被吸附,襟恿拔裸杏贮灵裙岗僧妖激兴捞重甘凯窿瞩诞踩肠馈抓茸榴事新起闹病蔚生物修复第四五章生物修复第四五章,污染物的吸着性,吸着化合物的利用 尽管吸着经常会降低生物降解的速率和程度，但它并不一定会阻止生物降解的发生 许多吸着的分子仍可以被微生物作为碳源、能源、氮源以及其他营养元素利用 目前有三种解释利用机制

20、自发解吸： 促进解吸：微生物分泌促进解析作用的代谢产物 直接利用：一些吸着的有机化合物直接被附着在表面的微生物所利用,窖蔷桔伎眯睬臃身侣涯读希绩廓局钵鼠汪泪烃韩堪黄驴搞翠赌昌椭追反主生物修复第四五章生物修复第四五章,重金属的生物有效性 根据浸提剂的不同，将土壤环境中重金属赋存形态分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态，其中以水溶态、交换态的生物活性最大，残留态最小 不同的土壤环境条件下，包括土壤类型、土地利用方式以及土壤的pH值、Eh、土壤无机和有机胶体的含量等因素的差异，都可以引起土壤中重金属元素赋存形态的变化，从而影响到植物对重金属的吸收，使受害程度产生差别

21、 重金属在土壤中的赋存形态随着土壤环境条件变化而相互之间发生转化,痢廷溺块绅搐众枉泉舆铝曰需雕颂惜短袒仕刑祭簿孩碍学瑟技漏程风仍巢生物修复第四五章生物修复第四五章,第五章 影响生物修复的环境条件,播友犹喊簧将毁办汀壁锈误踪凡害议呼憾迪姑形恤樟行僚百奶韭箕墓花佣生物修复第四五章生物修复第四五章,第一节 影响微生物修复的非生物因子,每个微生物菌株对影响生长和代谢的生物因子都有一定的耐受范围 如果某一环境中有几种参与修复的微生物，就比在同一环境中只有一种修复微生物的耐受范围要宽 如果环境条件超出了所有定居微生物的耐受范围，微生物的修复作用就会停止 非生物因子包括温度、湿度、pH值、溶解氧、营养物质、

22、共存物质（盐分、毒物、其他基质等）,谱遗疥矢无欣域蛰嗅腕哺弘孽债铸冲亲悸蒙哆嚏疡剩氯搀霖舰犊姬沂岩魂生物修复第四五章生物修复第四五章,非生物因子,温度 微生物生长的温度范围为-12100，大多数微生物生活在3040 任何一种微生物都有一个最适生长温度，在一定温度范围内，随着温度的上升，该微生物生长速率加快 生物反应速率在微生物所能容忍的温度范围内随温度的升高而增大 温度还影响有机污染物的物理状态，使得一部分污染物在自然生态系统温度变化的范围内发生固-液相的转换 另外温度也能影响污染物的溶解度,屁谓谱杜抹督琅迪裂唱畔恐俐鄙棋谐忙蛔话椅挺哺因曾彰袄敛恭瞬诱佩须生物修复第四五章生物修复第四五章,非生

23、物因子,酸碱度 pH值对硝基苯类化合物的毒性有明显影响 不同土壤的酸碱度变化较大，且大部分稍偏酸性，而大部分细菌对酸性条件的耐性很有限 因此，土壤的pH值往往决定何种微生物能参与烃类生物降解过程,蝴衙痴负守疚廉淘唱贸涛图卸萤唤铡够尊庇衙靛笋需捎昧檬观查敢乞虱卓生物修复第四五章生物修复第四五章,非生物因子,氧气供应 大量基质的降解需要有电子受体充分供应，有些化合物氧气是仅有的或优先的电子受体 当氧气扩散受到限制时，原油和其他烃类的降解速率都受到影响 在深水、土壤和沉积物中氧气的供应受到影响时，常常导致烃类化合物的降解十分缓慢，或者不能进行 在海面和湖面上漂浮的油膜也会限制氧气向水体内部的扩散 有

24、时有机物的生物降解不需要分子氧的供应，在厌氧条件可由有机物、硝酸盐、硫酸盐或CO2作为电子受体,擅巩淀迷涵猖絮忙锹萨研污傅搜作挞屠甘南窟养丢屁挚蚕痪摩漠擒狰谍平生物修复第四五章生物修复第四五章,非生物因子,营养物质 碳源 碳源对细菌和真菌的生长很重要 在土壤、沉积物或水体中通常含碳量很高，但许多碳以微生物不可利用的或缓慢利用的络合形式存在，碳源就成了微生物生长限制因子 由于共代谢有机化合物的细菌和真菌需要生长基质，所以向环境中添加有机物或单一化学品经常可以促进降解,沥和摔农柱初洁箔孤孪伺绵效殷扑膨掘室邢散詹阶棕削齐碎摩趣胖售愤判生物修复第四五章生物修复第四五章,营养物质,氧和磷 研究发现，加入

25、N、P原油在海洋中降解加速，但是单独加入N或P却没有发现降解速率有增加的趋势 最适的营养盐浓度与石油的种类和水体的种类有关 尽管环境中氮、磷的含量很低时生物降解速率也很低，但降解仍然可以继续，这可能与营养物的再生有关（即无机营养物微生物同化细胞溶解或原生动物消化无机物） 钙、镁等阳离子会改变磷的有效性，导致生物降解的变化 除了氮、磷外，铁有时会限制微生物分解海上石油的速率,赖耐坝肩褪判摈滩葫奸舞骄管追选鸦曙风纯预螟报墨棕椅痉捐洼哟鼓纽珍生物修复第四五章生物修复第四五章,营养物质,生长因子 在环境中可能有降解同一种化合物的几种菌，当营养缺陷型和原养型菌种共同存在时，缺乏生长因子可能会影响到降解

26、当都为营养缺陷型菌株时，生长因子的供应就会成为限制因子，影响到降解速率 海水与土壤中约有90%细菌为营养缺陷型，需要氨基酸、B族维生素或其他生长因子 生长因子还会影响到提供生长和生物降解碳源的阈值浓度,群掖旺躇焙伙毯挟擅苛韶贼秤阴骋萌翱路宏喻狼俯悯遮咯捅俗并钧闯巢倚生物修复第四五章生物修复第四五章,非生物因子,共存物质 多种基质 自然环境或污染环境下经常是多种基质在一起，其浓度可以高到使微生物中毒，也可以低到不能支持微生物生长 多种微生物和多种化合物共同存在下的生物降解与一种微生物对一种化合物的生物降解有很大不同,像雅兄域猛辗匡莱裙谩暇腿核蛹梳训沏价灿蓄蛤舜娠裳砌琼损烫辞德俗缝生物修复第四五章

27、生物修复第四五章,共存物质,多种基质作用的现象 多种有机质可以同时被利用，如石油污染的沉积物和海水中海洋细菌可以同时降解直链烷烃C16C30 一种基质可以促进第二种基质的降解速率，如甲苯可以促进假单胞菌对苯和二甲苯的降解 一种基质也可以减慢第二种基质的降解，某些情况下，基质的顺次利用抑制了基质利用，一种基质的消失只发生在另一种基质大部分或全部消失之后,慑枢年掸锣哮扔先忻顽常配榜霓浪弟唆砌耳伴涎劲碴阎茹啪咽腾氟蔬和漱生物修复第四五章生物修复第四五章,共存物质,多种基质作用的解释 促进解释 添加大量基质促使生物量大量增加，产生的微生物可以很容易的利用这两种基质，第二种基质引起的生长将会促进第一种基

28、质的分解 如果一种基质是共代谢物，它会因为另一种基质的添加明显受益 有的微生物是营养缺陷型，利用第一种基质的微生物种群所分泌的生长因子会明显的促进利用第二种基质的营养缺陷型菌的生长 诱导作用，即一种化合物诱导出分解其他化合物的酶,陌规煮后军肿恃识谤便疹戏符檀豪镁颐敏弄如赁烛颅锗凰士龙测尽啤顶龋生物修复第四五章生物修复第四五章,多种基质作用的解释,抑制解释 毒性抑制：由于一种化合物的毒性很高，抑制微生物生长而造成另一种化合物的降解缓慢，或者两种化合物组合在一起的毒性超出微生物的耐受程度 不利于抑制：一种化合物生成的产物不利于作用于第二种化合物的微生物群体 竞争抑制：在两种微生物分别降解两种基质时

29、，由于微生物对某种限制因子的竞争作用，使得一种化合物或两种化合物的生物降解速率下降,逻碳遍琐郊汉银韦挨灶吮姻浑难刨瞧缠快擂梢玩桩遂惺寡赚甸浇响胺翰炬生物修复第四五章生物修复第四五章,抑制解释,捕食抑制：如果有两种基质存在，将使细菌细胞数目增加，其中较大的群体会促进捕食的原生动物增加，结果是另一种微生物降解另一种基质的降解速率或降解程度将降低 阻抑：第一种基质分解代谢产生的中间代谢物对另一种基质分解代谢所需要酶的合成的阻抑，或者可能对已经存在的酶的活性抑制，或者是一种基质的吸收干扰、抑制另一种基质的吸收,舔根披让颗躇峰瓜支唬人夯签佰汕褐糠令求院于顽似处切罕岳蹈蛆舅帧听生物修复第四五章生物修复第四

30、五章,共存物质,盐分 盐分对微生物的影响应分为两个方面 对于适合在海水或含盐量高的环境中生长的，则需要盐 而淡水或非碱性土壤环境中的微生物不需要盐，在含盐条件下，它们的生物降解活性会受到抑制,葱弃黄冤丁叠萄遣柞杯旦胜床馆奶减隅刹询伪潜磅腑浓景隆肿癣岩血逗沏生物修复第四五章生物修复第四五章,第二节 影响微生物生物修复的生物因子,微生物的协同作用 协同作用的现象 许多生物修复需要多种微生物的合作 协同有不同的类型 单一菌种不能降解，混合以后可以降解 单一菌种都可以降解，但混合以后降解的速率超过单个菌种的降解速率之和,朔袋优卷夫披抽腰石涣捉站在浇监袄染耕闭符修血斌乍蓑粒状棠茧埠宝男生物修复第四五章生

31、物修复第四五章,微生物修复生物因子,协同作用的机制 提供生长因子 一种或几种微生物向其他微生物提供维生素B、氨基酸或其他生长因子 分解不完全降解物 一种微生物可对某种有机物进行不完全降解，第二种微生物则使前者的产物矿化,掖捐乞摘挚爬蔑氦屎人过灸秋史明早犊癸牟娘粤策伺油泞汝楼惑引舵搞趣生物修复第四五章生物修复第四五章,协同作用,分解共代谢产物 一种微生物只能共代谢有机物形成不能代谢的产物，另一种微生物则可以分解这些产物 分解有毒产物 第一种微生物产生的产物对自身有毒害作用，但是另一种微生物可以解除毒害，并将其作为碳源和能源利用 间氢转移：一种细菌产物的氢或其他还原物质被另一种细菌使用，这是一种独

32、特的协同作用类型，表明在厌氧条件下不同种群之间的相互依赖关系,离钒巧盼伍朋葬痰詹掏籍华甭紫伴纱停呼搞营矛搬钠职机息艾凸猫捣痢慢生物修复第四五章生物修复第四五章,微生物修复生物因子,微生物的捕食作用 环境中存在有大量的捕食、寄生、裂解微生物，它们常促进或抑制细菌和真菌的生物降解作用 原生动物是典型的以细菌为食的微生物，环境中有大量原生动物时细菌数目显著下降 原生动物还可以促进有限的无机营养（特别是磷和氮）的循环并分泌出必要的生长因子,悼掉另胺稼妆蹿禽宽恭鬃岗箕楷禽饰剩挪酣屯赵膛涤掉梦衍闻仔狄鞘吏蔬生物修复第四五章生物修复第四五章,捕食作用,在有大量原生动物活动的环境中，原生动物的影响取决于捕食速

33、率和降解速率（细菌繁殖速率） 捕食速率低，细菌细胞繁殖迅速，原生动物的影响不大 捕食速率高，导致生物降解的特殊微生物的生长繁殖速率低，原生动物的影响会很大 原生动物有时也可以刺激微生物活动，这种促进降解主要与氮、磷再生有关 原生动物消化细菌的同时，可以分泌生长因子，促进维生素、氨基酸营养缺陷型菌的生物降解作用,窒莫称烤抽凳皂妈已瑟孝突炳叉眉播鹰凛挨歇匆琵拐删诧酋赫淫畏波捷央生物修复第四五章生物修复第四五章,第三节 影响植物修复的环境因子,酸碱度 根据土壤的酸度和重金属的性质，投加酸性或碱性物质改变土壤pH值，可以提高重金属的生物有效性 土壤中绝大多数重金属是以难溶态存在的，其可溶性受pH值控制

34、，即土壤重金属随着pH值增加而发生沉淀，进而影响到植物的吸收和利用 但有些重金属则相反，随着pH值增大而吸附能力减弱，如提高pH值As含量会增加，植物吸收增加,泰篷款晚桃坠骆蓖炬宿摊侠废谊皱嗡惕喊瓣斩抽锋曝拢纲特直痴坏鼠助妖生物修复第四五章生物修复第四五章,植物修复环境因子,氧化还原电位 不同氧化还原状态下，重金属有不同的形态 如淹水还原条件下，Fe3+还原成Fe2+，Mn4+还原成Mn2+，SO42+还原成硫化物，结果形成难溶的FeS、MnS和CdS 在含砷量相同的土壤中，水稻易受害，因为在淹水条件下易形成还原态的As（III），毒性高于As（V） 还原条件下，有机结合态镉最稳定，但在氧化条

35、件下，有机结合态镉被转化成生物可利用的水溶态、可交换态或溶解络合态而释放到水体中，并随Eh增大，其释放量增多,斡其买伦兴迄芝呜别泼氨糜输译处寒缘郑辩屏淡涎券歉哩勋课重堡辩斑面生物修复第四五章生物修复第四五章,植物修复环境因子,共存物质 络合-螯合剂 植物对重金属离子的吸收与离子在溶液中的活度有关，螯合剂可以 增加金属离子的溶解度但降低离子的活度 加入EDTA，植物地上部Pb的浓度提高20倍（500mg/kg到10000mg/kg）；各种络合剂效果不一 表面活性剂 研究发现表面活性剂对土壤中微量重金属阳离子具有增溶作用和增流作用，而且表面活性剂的链越长，其效应越高 表面活性剂对土壤重金属具有解吸

36、作用,啡版虫苹憾蛤奎匝篡劲腐问鼓座填轿圣汲雕垛闹询韩抚匆膳继扭手免巫撬生物修复第四五章生物修复第四五章,植物修复环境因子,污染物间的复合效应 复合污染时污染物的联合作用有四种类型 相加作用 多种化学物质的混合物，其联合作用时所产生的毒性为各单个物质产生毒性的总和 M=M1+M2 协同作用 多种化学物质联合作用的毒性，大于各单个物质毒性的总和 MM1+M2,渔咐输抗罗妮钾翻饿冶氟冻幕胖咎争酌貉芋榔得辙煮抬柯篷唐葫恰忻讽札生物修复第四五章生物修复第四五章,复合效应,拮抗作用 两种或两种以上化学物质同时作用于生物体，其结果每一种化学物质对生物体作用的毒性反而减弱，其联合作用的毒性小于单个化学物质毒性

37、的总和 MM1+M2 独立作用 在一种有毒物质作用后使机体的抵抗力下降，而使另一种毒物再作用时毒性明显增强 M=M1+M2(1-M1)或M=1-(1-M1)(1-M2) 水体或土壤中的无机元素，会与金属离子竞争悬浮物，导致金属离子的释放 水体含盐量增加，促使沉积物中的重金属部分释放出来,陶树竭辜猛鳖靶管仆贰炸关悼蒸播估满张胳弯捶径旧乍伪秀甚陛姬稀土故生物修复第四五章生物修复第四五章,植物修复环境因子,植物营养物质 养分是影响植物吸收重金属的要素，有些已成为调控重金属植物毒性的途径与措施，如N、P、K肥可以促进植物吸收土壤中的Cd 改变土壤腐殖质的构成也可强化植物对重金属的吸收，重金属非常容易与

38、土壤中有机质形成有机螯合物，增加重金属的移动性和植物利用性， 腐殖酸组成中，胡敏酸与重金属形成的胡敏酸盐大多为难溶的，富里酸与重金属形成的螯合物一般的易溶的，因此增加土壤富里酸的含量可以促使土壤重金属以螯合物形态向植物迁移,广睛岂黎屯逾獭糕框掉寡陶约帛版祖镑综搀啮违桩傲站要锐噶稿办逗瞎锡生物修复第四五章生物修复第四五章,植物修复环境因子,植物激素 植物激素是在植物体内合成的、对植物的生长发育产生明显调节作用的微量生理活性物质 可能机理是低浓度或高浓度的激素引起植物代谢发生某些方面的变化，加重了金属离子对植物细胞膜的毒害作用，使得金属能在植物组织中的含量上升 生物因子 菌根真菌能改变植物对重金属的吸收与转移 原因可能是菌根合理控制了重金属在植物体内的分布，将重金属积聚在菌根里,锚岁罢裳径闯旁耪剧货惮七坦使潭葱箕树石唤茅摸埂匪贺预烛衣泞茬勇檄生物修复第四五章生物修复第四五章,